Không gian

Không gian là phạm vi ba chiều không giới hạn, trong đó các vật thể và sự kiện có vị trí và hướng tương đối với nhau. Không gian vật lý thường được hiểu trong ba chiều tuyến tính, mặc dù các nhà vật lý thường coi nó, cùng với thời gian, là một thực thể chung của một không gian bốn chiều không giới hạn được gọi là không gian thời gian. Khái niệm không gian được coi là quan trọng cơ bản để hiểu các tính chất vật lý và quá trình của vũ trụ. Tuy nhiên, vẫn có những cuộc tranh luận từ các triết gia về liệu không gian có phải là một thực thể, là mối liên hệ giữa các thực thể, hay là một khái niệm định nghĩa trong khuôn khổ của ý thức.

Tranh luận về bản chất, sự cần thiết và sự tồn tại của không gian đã tồn tại từ thời cổ đại; chẳng hạn như trong đối thoại Timaeus của Plato, hoặc Socrates trong nhận định về những gì người Hy Lạp gọi là khôra (hay 'không gian'), hoặc trong cuốn sách Vật lý của Aristotle (Sách IV, Delta) khi định nghĩa topos (nghĩa là nơi chốn, vị trí), hoặc sau đó trong 'khái niệm hình học của vị trí' như là 'không gian qua sự mở rộng' trong Diễn thuyết về Vị trí (Qawl fi al-Makan) của nhà bác học Ả Rập Alhazen thế kỷ 11. Nhiều câu hỏi triết học cổ điển như vậy đã được thảo luận trong thời kỳ Phục Hưng và được tái lập trong thế kỷ 17, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của sự phát triển cơ học cổ điển. Theo quan điểm của Isaac Newton, không gian là tuyệt đối—nghĩa là nó tồn tại vĩnh viễn và độc lập với sự có mặt hay không của vật chất trong không gian. Các triết gia tự nhiên khác, đặc biệt là Gottfried Leibniz cùng thời với Newton, cho rằng thay vì đó không gian là một tập hợp các mối quan hệ giữa các vật thể, được xác định bởi khoảng cách và hướng giữa chúng. Trong thế kỷ 18, triết gia và thần học George Berkeley đã cố gắng phủ nhận 'việc nhìn thấy chiều sâu không gian' trong tác phẩm Essay Towards a New Theory of Vision của ông. Sau đó, triết gia Immanuel Kant nhấn mạnh rằng khái niệm không gian và thời gian không phải là kinh nghiệm mà là những điều mà con người suy ra từ trải nghiệm của thế giới bên ngoài—chúng là các phân tử của một khuôn khổ hệ thống đã tồn tại mà con người sử dụng để xây dựng mọi trải nghiệm. Kant nhắc đến kinh nghiệm về 'không gian' trong cuốn Phê phán lý tính thuần túy (Kritik der reinen Vernunft) như là một chủ thể 'dạng thuần túy được đặt ra trước trực giác'.

Trong thế kỷ 19 và 20, các nhà toán học bắt đầu nghiên cứu các loại hình học phi Euclid, trong đó không gian có thể cong, hơn là phẳng. Theo thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein, không gian xung quanh các trường hấp dẫn bị cong so với không gian phẳng Euclid. Các thí nghiệm kiểm nghiệm thuyết tương đối rộng đã xác nhận rằng hình học phi Euclid cung cấp những mô hình phù hợp hơn để mô tả hình dạng của không gian.